Mūsdienu ūdens attīrīšanas tehnoloģijas. Mūsdienu ūdens attīrīšanas tehnoloģijas ievērojami samazina katlu iekārtu atteices risku

1. Ko nozīmē katlu iekārtu tvaika-ūdens cikls

Tvaika-ūdens cikls ir laika periods, kurā ūdens pārvēršas tvaikā un šis periods atkārtojas daudzas reizes.

Uzticamai un drošai katla darbībai svarīgi tajā ir ūdens cirkulācija - tā nepārtraukta kustība šķidrā maisījumā pa noteiktu slēgtu ķēdi. Rezultātā tiek nodrošināta intensīva siltuma noņemšana no apkures virsmas un novērsta lokālā tvaika un gāzes stagnācija, kas pasargā apkures virsmu no nepieņemamas pārkaršanas, korozijas un novērš katla atteici. Cirkulācija katlos var būt dabiska vai piespiedu (mākslīga), izveidota, izmantojot sūkņus.

Mūsdienu katlu konstrukcijās apkures virsma ir veidota no atsevišķiem cauruļu saišķiem, kas savienoti ar mucām un kolektoriem, kas veido pietiekamu sarežģīta sistēma slēgtas cirkulācijas ķēdes.

Attēlā Tiek parādīta tā sauktās cirkulācijas ķēdes shēma. Tvertnē ielej ūdeni, un U-veida caurules kreisais ritenis tiek uzkarsēts, veidojas tvaiks; īpatnējais svars tvaika un ūdens maisījums būs mazāks, salīdzinot ar īpatnējo svaru labajā ceļgalā. Šķidrums šādos apstākļos nebūs līdzsvara stāvoklī. Piemēram, A - Un spiediens kreisajā pusē būs mazāks nekā labajā pusē - sākas kustība, ko sauc par cirkulāciju. No iztvaikošanas spoguļa tiks atbrīvots tvaiks, kas tālāk tiks noņemts no trauka, un tajā ieplūdīs barības ūdens tādā pašā daudzumā pēc svara.

Lai aprēķinātu cirkulāciju, tiek atrisināti divi vienādojumi. Pirmais izsaka materiālo līdzsvaru, otrais spēku līdzsvaru.

Pirmais vienādojums ir formulēts šādi:

G zem = G op kg/s, (170)

kur G zem ir ūdens un tvaika daudzums, kas pārvietojas ķēdes pacelšanas daļā, kg/s;

G op - ūdens daudzums, kas pārvietojas apakšējā daļā, kg/sek.

Spēku līdzsvara vienādojumu var izteikt ar šādu sakarību:

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

kur N ir kopējais braukšanas spiediens, kas vienāds ar h(γ in - γ cm), kg;

∆ρ – hidraulisko pretestību summa kg/m2, ieskaitot inerces spēku, kas rodas, tvaika-ūdens emulsijai un ūdenim pārvietojoties pa biroju un galu galā izraisot vienmērīga kustība ar noteiktu ātrumu.

Katla cirkulācijas ķēde satur liels skaits caurules darbojas paralēli, un to darbības apstākļi nevar būt pilnīgi identiski vairāku iemeslu dēļ. Lai nodrošinātu nepārtrauktu cirkulāciju visās paralēlo darba ķēžu caurulēs un neizraisītu cirkulācijas apgāšanos nevienā no tām, ir jāpalielina ūdens kustības ātrums pa kontūru, ko nodrošina noteikts cirkulācijas koeficients K.

Parasti cirkulācijas koeficientu izvēlas diapazonā no 10 līdz 50 un ar zemu cauruļu siltuma slodzi daudz vairāk par 200 - 300.

Ūdens plūsma ķēdē, ņemot vērā cirkulācijas ātrumu, ir vienāda ar

kur D = tvaika (padeves ūdens) plūsmas ātrums aprēķinātajā kontūrā kg/stundā.

Ūdens ātrumu pie ieejas ķēdes pacelšanas daļā var noteikt pēc vienādības

2. Nosēdumu veidošanās iemesli siltummaiņos

Uz tvaika ģeneratoru, iztvaicētāju, tvaika pārveidotāju un tvaika turbīnu kondensatoru iekšējām virsmām katlakmens veidā cietā fāzē var izdalīties dažādi piemaisījumi, kas atrodas uzkarsētā un iztvaicētā ūdenī, bet ūdens masas iekšpusē - suspendēto dūņu veidā. Tomēr nav iespējams novilkt skaidru robežu starp katlakmeni un dūņām, jo ​​vielas, kas nogulsnējas uz sildvirsmas katlakmens veidā, laika gaitā var pārvērsties dūņās un otrādi, nogulsnes var pielipt pie sildvirsmas, veidojoties mērogs.

No tvaika ģeneratora elementiem apsildāmās sieta caurules ir visvairāk jutīgas pret iekšējo virsmu piesārņojumu. Nosēdumu veidošanās uz tvaiku veidojošo cauruļu iekšējām virsmām izraisa siltuma pārneses pasliktināšanos un līdz ar to bīstamu caurules metāla pārkaršanu.

Mūsdienu tvaika ģeneratoru radiācijas sildvirsmas tiek intensīvi uzkarsētas ar degšanas lāpu. Siltuma plūsmas blīvums tajos sasniedz 600–700 kW/m2, un lokālās siltuma plūsmas var būt vēl lielākas. Tāpēc pat īslaicīga siltuma pārneses koeficienta pasliktināšanās no sienas uz verdošu ūdeni izraisa tik ievērojamu caurules sienas temperatūras paaugstināšanos (500–600 °C un augstāk), ka metāla izturība var nebūt mazāka. pietiekami, lai izturētu tajā radušos spriedzi. Tā sekas ir metāla bojājumi, ko raksturo caurumu parādīšanās, svins un bieži vien caurules plīsums.

Krasu temperatūras svārstību laikā tvaika ģenerēšanas cauruļu sienās, kas var rasties tvaika ģeneratora darbības laikā, no sienām atdalās katlakmens trauslu un blīvu zvīņu veidā, ko cirkulējošā ūdens plūsma pārnes uz vietas ar lēnu cirkulāciju. Tur tie nosēžas nejaušas dažāda izmēra un formas gabalu uzkrāšanās veidā, kas ar dūņām sacementēti vairāk vai mazāk blīvos veidojumos. Ja trumuļa tipa tvaika ģeneratoram ir horizontāli vai nedaudz slīpi tvaiku veidojošu cauruļu posmi ar gausu cirkulāciju, tad tajos parasti uzkrājas irdeno dūņu nogulsnes. Šķērsgriezuma sašaurināšanās ūdens plūsmai vai tvaika ģenerēšanas cauruļu pilnīga aizsprostošanās rada cirkulācijas problēmas. Tiešās plūsmas tvaika ģeneratora tā sauktajā pārejas zonā līdz kritiskajam spiedienam, kur iztvaiko pēdējais atlikušais mitrums un nedaudz pārkarst tvaiku, veidojas kalcija, magnija savienojumu un korozijas produktu nogulsnes.

Tā kā tiešās plūsmas tvaika ģenerators ir efektīvs slazds slikti šķīstošiem kalcija, magnija, dzelzs un vara savienojumiem. Tad kad palielināts saturs Tie ātri uzkrājas padeves ūdenī caurules daļā, kas ievērojami samazina tvaika ģeneratora darbības laiku.

Lai nodrošinātu minimālas nogulsnes gan tvaika ģenerējošo cauruļu maksimālo termisko slodžu zonās, gan turbīnu plūsmas ceļā, ir stingri jāievēro ekspluatācijas standarti pieļaujamajam atsevišķu piemaisījumu saturam padeves ūdenī. Šim nolūkam papildu barības ūdens tiek pakļauts dziļai ķīmiskai attīrīšanai vai destilācijai ūdens attīrīšanas iekārtās.

Kondensātu un padeves ūdens kvalitātes uzlabošana būtiski vājina ekspluatācijas nosēdumu veidošanās procesu uz tvaika spēka iekārtu virsmas, bet pilnībā to nenovērš. Tāpēc, lai nodrošinātu pareizu sildvirsmas tīrību, līdztekus vienreizējai pirmspalaišanas tīrīšanai ir jāveic arī galvenā un palīgiekārtu periodiskā operatīvā tīrīšana, nevis tikai sistemātiskas bruto klātbūtnē. noteiktā ūdens režīma pārkāpumi un termoelektrostacijās veikto pretkorozijas pasākumu nepietiekama efektivitāte, bet arī termoelektrostaciju normālas darbības apstākļos. Operatīvā tīrīšana ir īpaši nepieciešama spēka agregātos ar tiešās plūsmas tvaika ģeneratoriem.

3. Aprakstiet tvaika katlu koroziju gar tvaika-ūdens un gāzes ceļiem

Siltumenerģijas iekārtu ražošanā izmantotie metāli un sakausējumi spēj mijiedarboties ar vidi, kas saskaras ar tiem (ūdens, tvaiks, gāzes), kas satur noteiktus kodīgus piemaisījumus (skābekli, ogļskābi un citas skābes, sārmus utt.).

Būtisks pārkāpumam normāla darbība Tvaika katls ir ūdenī izšķīdinātu vielu mijiedarbība ar tā mazgāšanu ar metālu, kā rezultātā metāls tiek iznīcināts, kas pie noteiktiem izmēriem izraisa negadījumus un atsevišķu katla elementu atteici. Šādu metāla iznīcināšanu vidē sauc par koroziju. Korozija vienmēr sākas no metāla virsmas un pakāpeniski izplatās dziļāk.

Pašlaik ir divas galvenās korozijas parādību grupas: ķīmiskā un elektroķīmiskā korozija.

Ķīmiskā korozija attiecas uz metāla iznīcināšanu tā tiešas ķīmiskās mijiedarbības ar vidi rezultātā. Siltuma un enerģētikas nozarē ķīmiskās korozijas piemēri ir: ārējās apkures virsmas oksidēšana ar karstām dūmgāzēm, tērauda korozija ar pārkarsētu tvaiku (tā sauktā tvaika-ūdens korozija), metāla korozija ar smērvielām utt.

Elektroķīmiskā korozija, kā norāda tās nosaukums, ir saistīta ne tikai ar ķīmiskie procesi, bet arī ar elektronu kustību mijiedarbības vidē, t.i. ar adventi elektriskā strāva. Šie procesi notiek, metālam mijiedarbojoties ar elektrolītu šķīdumiem, kas notiek tvaika katlā, kurā cirkulē katla ūdens, kas ir sāļu un sārmu šķīdums, kas ir sadalījušies jonos. Elektroķīmiskā korozija rodas arī metālam saskaroties ar gaisu (normālā temperatūrā), kurā vienmēr ir ūdens tvaiki, kas kondensējas uz metāla virsmas plānas mitruma plēvītes veidā, radot apstākļus elektroķīmiskās korozijas rašanās.

Metāla iznīcināšana būtībā sākas ar dzelzs šķīšanu, kas sastāv no tā, ka dzelzs atomi zaudē daļu no saviem elektroniem, atstājot tos metālā un tādējādi pārvēršas par pozitīvi lādētiem dzelzs joniem, kas nonāk ūdens šķīdumā. . Šis process nenotiek vienmērīgi pa visu ar ūdeni mazgātā metāla virsmu. Fakts ir tāds, ka ķīmiski tīri metāli parasti nav pietiekami izturīgi, un tāpēc to sakausējumi ar citām vielām tiek izmantoti tehnoloģijā Kā zināms, čuguns un tērauds ir dzelzs un oglekļa sakausējumi. Turklāt tērauda konstrukcijai nelielos daudzumos tiek pievienots silīcijs, mangāns, hroms, niķelis u.c., lai uzlabotu tās kvalitāti.

Pamatojoties uz korozijas izpausmes veidu, tos izšķir: vienmērīgu koroziju, kad metāla iznīcināšana notiek aptuveni vienā dziļumā visā metāla virsmā, un lokālo koroziju. Pēdējam ir trīs galvenās šķirnes: 1) punktveida korozija, kurā metāla korozija attīstās dziļi uz ierobežotas virsmas, tuvojoties precīzai punktveida korozijai, kas ir īpaši bīstama katlu iekārtām (caurfistulu veidošanās šādas korozijas rezultātā ); 2) selektīva korozija, kad viena no sastāvdaļas sakausējums; piemēram, turbīnu kondensatora caurulēs, kas izgatavotas no misiņa (vara un cinka sakausējuma), tās atdzesējot jūras ūdens no misiņa tiek noņemts cinks, kā rezultātā misiņš kļūst trausls; 3) starpkristālu korozija, kas galvenokārt rodas nepietiekami saspringtos tvaika katlu kniedes un velmēšanas savienojumos katlu ūdens agresīvo īpašību dēļ ar vienlaikus pārmērīgiem mehāniskiem spriegumiem šajās metāla zonās. Šāda veida korozijai ir raksturīga plaisu parādīšanās gar metāla kristālu robežām, kas padara metālu trauslu.

4. Kādi ūdens ķīmijas režīmi tiek uzturēti katlos un no kā tie ir atkarīgi?

Tvaika katlu parastais darbības režīms ir režīms, kas nodrošina:

a) tīra tvaika iegūšana; b) sāļu nogulšņu neesamība (katla veidošanās) uz katlu sildvirsmām un radušos dūņu pielipšana (tā sauktais sekundārais nogulsnes); c) visa veida katla metāla un tvaika kondensatora kanāla korozijas novēršana, kas katlā ieved korozijas produktus.

Uzskaitītās prasības tiek izpildītas, veicot pasākumus divos galvenajos virzienos:

a) sagatavojot avota ūdeni; b) regulējot katlu ūdens kvalitāti.

Avota ūdens sagatavošanu atkarībā no tā kvalitātes un prasībām, kas saistītas ar katla konstrukciju, var veikt:

a) ūdens attīrīšana pirms katla ar suspendēto un organisko vielu, dzelzs, kaļķakmens veidotāju (Ca, Mg), brīvā un saistītā oglekļa dioksīda, skābekļa atdalīšanu, sārmainības un sāļu satura samazināšanu (kaļķošana, hidrogenēšana - katjonizēšana vai atsāļošana u.c.). );

b) ūdens attīrīšana katlā (ar reaģentu dozēšanu vai ūdens attīrīšanu ar magnētisko lauku ar obligātu un uzticamu dūņu noņemšanu).

Katla ūdens kvalitātes regulēšana tiek veikta, izpūšot katlus, ievērojami samazināt izpūšanas apjomu, uzlabojot katla atdalīšanas ierīces: pakāpeniska iztvaikošana, attālināti cikloni, tvaika skalošana ar padeves ūdeni. Uzskaitīto pasākumu kopums, kas nodrošina normālu katlu darbību, tiek saukts par ūdeni - katlu telpas ķīmisko darbības režīmu.

Jebkuras ūdens attīrīšanas metodes izmantošana: katla iekšpusē, pirms katla ar sekojošu ķīmiski attīrīta vai padeves ūdens koriģējošu apstrādi - nepieciešama tvaika katlu attīrīšana.

Katlu darbības apstākļos ir divas katlu attīrīšanas metodes: periodiska un nepārtraukta.

Periodiska attīrīšana no katla apakšējiem punktiem tiek veikta, lai noņemtu rupjās dūņas, kas nogulsnējas katla apakšējos kolektoros (mucos) vai ķēdēs ar gausu ūdens cirkulāciju. To veic pēc noteikta grafika atkarībā no katla ūdens piesārņojuma pakāpes, bet ne retāk kā reizi maiņā.

Nepārtraukta katlu pūšana nodrošina nepieciešamo tvaika tīrību, saglabājot katla ūdens noteiktu sāls sastāvu.

5. Aprakstiet granulēto apgaismojuma filtru dizainu un to darbību

Ūdens attīrīšanas tehnoloģijā plaši tiek izmantota ūdens attīrīšana ar filtrēšanu, dzidrinātais ūdens tiek filtrēts caur filtrā ievietotu granulēta materiāla slāni (kvarca smiltis, šķembas, keramzīts u.c.).

Filtru klasifikācija pēc vairākiem pamata raksturlielumiem :

filtrēšanas ātrums:

– lēns (0,1 – 0,3 m/h);

– ātri (5 – 12 m/h);

– superātrgaitas (36 – 100 m/h);

spiediens, kādā viņi strādā:

– atvērts vai brīvi plūstošs;

- spiediens;

filtra slāņu skaits:

- vienslāņa;

- divslāņu;

- daudzslāņu.

Visefektīvākie un ekonomiskākie ir daudzslāņu filtri, kuros, lai palielinātu netīrumu noturēšanas spēju un filtrēšanas efektivitāti, slodzi veido materiāli ar dažādu blīvumu un daļiņu izmēru: slāņa augšpusē ir lielas gaismas daļiņas, apakšā ir mazi smagi. Filtrējot uz leju, lielie piesārņotāji tiek saglabāti augšējā slodzes slānī, bet atlikušie mazie tiek saglabāti apakšējā slānī. Tādā veidā darbojas viss iekraušanas apjoms. Apgaismojuma filtri efektīvi aiztur daļiņas, kuru izmērs pārsniedz 10 µm.

Ūdens, kas satur suspendētās daļiņas, pārvietojas pa granulētu slodzi, kas aiztur suspendētās daļiņas, tiek dzidrināts. Procesa efektivitāte ir atkarīga no fizikas – piemaisījumu ķīmiskajām īpašībām, filtra slodzes un hidrodinamiskajiem faktoriem. Slodzes biezumā uzkrājas piesārņotāji, samazinās brīvo poru tilpums un palielinās slodzes hidrauliskā pretestība, kas izraisa spiediena zudumu palielināšanos slodzē.

Kopumā filtrēšanas procesu var iedalīt vairākos posmos: daļiņu pārnešana no ūdens plūsmas uz filtra materiāla virsmu; daļiņu fiksācija uz graudiem un plaisās starp tiem; fiksēto daļiņu atdalīšana ar to pāreju atpakaļ ūdens plūsmā.

Piemaisījumu noņemšana no ūdens un to fiksācija uz slogojošajiem graudiem notiek saķeres spēku ietekmē. Uz slodzes daļiņām izveidotajiem nogulumiem ir trausla struktūra, kas hidrodinamisko spēku ietekmē var sabrukt. Daļa no iepriekš pielipušajām daļiņām atdalās no slodzes graudiem mazu pārslu veidā un tiek pārnestas uz nākamajiem slodzes slāņiem (sufūzija), kur tās atkal tiek aizturētas poru kanālos. Tādējādi ūdens attīrīšanas process ir jāuzskata par adhēzijas un sufūzijas procesa kopējo rezultātu. Izgaismošana katrā elementārajā slogošanas slānī notiek tik ilgi, kamēr daļiņu adhēzijas intensitāte pārsniedz atdalīšanas intensitāti.

Kā piesātinājums augšējie slāņi noslogojot, filtrācijas process virzās uz zemākajām, filtrācijas zona it kā virzās plūsmas virzienā no zonas, kur filtra materiāls jau ir piesātināts ar piesārņotājiem un piesūkšanās process dominē uz svaigas slodzes zonu. Tad pienāk brīdis, kad viss filtra slodzes slānis ir piesātināts ar ūdens piesārņotājiem un netiek sasniegta vajadzīgā ūdens dzidrināšanas pakāpe. Suspendēto vielu koncentrācija iekraušanas izejā sāk palielināties.

Laiku, kurā tiek panākta ūdens dzidrināšana līdz noteiktai pakāpei, sauc par slodzes aizsargdarbības laiku. Kad sasniegts maksimālais spiediena zudums, apgaismojuma filtrs jāpārslēdz uz atslābināšanas mazgāšanas režīmu, kad krava tiek mazgāta ar apgrieztu ūdens plūsmu, un piesārņotāji tiek izvadīti kanalizācijā.

Iespēja aizturēt rupjas suspendētās vielas ar filtru galvenokārt ir atkarīga no tā masas; smalkas suspensijas un koloidālās daļiņas - no virsmas spēkiem. Suspendēto daļiņu lādiņš ir svarīgs, jo viena un tā paša lādiņa koloidālās daļiņas nevar apvienoties konglomerātos, palielināties un nosēsties: lādiņš novērš to tuvošanos. Šo daļiņu “atsvešināšanos” pārvar mākslīgā koagulācija. Parasti koagulāciju (dažreiz papildus flokulāciju) veic nostādināšanas tvertnēs - dzidrinātājos. Bieži vien šis process tiek apvienots ar ūdens mīkstināšanu, kaļķojot, vai soda ar kaļķošanu, vai kaustiskās sodas mīkstināšanu.

Parastajos apgaismojuma filtros visbiežāk tiek novērota plēves filtrēšana. Tilpuma filtrēšana tiek organizēta divslāņu filtros un tā sauktajos kontaktu dzidrinātājos. Filtrā ielej apakšējo kvarca smilšu slāni ar izmēru 0,65 - 0,75 mm un augšējais slānis antracīts ar graudu izmēru 1,0 – 1,25 mm. Uz lielo antracīta graudu slāņa augšējās virsmas neveidojas plēve. Suspendētās vielas, kas izgājušas cauri antracīta slānim, aiztur apakšējais smilšu slānis.

Atbrīvojot filtru, smilšu un antracīta slāņi netiek sajaukti, jo antracīta blīvums ir puse no kvarca smilšu blīvuma.

6. Aprakstiet ūdens mīkstināšanas procesu, izmantojot katjonu apmaiņas metodi

Saskaņā ar teoriju elektrolītiskā disociācija Dažu vielu molekulas ūdens šķīdumā sadalās pozitīvi un negatīvi lādētos jonos - katjonos un anjonos.

Kad šāds šķīdums iziet cauri filtram, kurā ir slikti šķīstošs materiāls (katjonu apmaiņas līdzeklis), kas spēj absorbēt šķīduma katjonus, tostarp Ca un Mg, un tā vietā atbrīvot no tā sastāva Na vai H katjonus, notiek ūdens mīkstināšana. Ūdens ir gandrīz pilnībā atbrīvots no Ca un Mg, un tā cietība ir samazināta līdz 0,1 °

Na - katjonizācija. Ar šo metodi ūdenī izšķīdinātie kalcija un magnija sāļi, filtrējot caur katjonu apmaiņas materiālu, Ca un Mg tiek apmainīti pret Na; Rezultātā tiek iegūti tikai nātrija sāļi ar augstu šķīdību. Katjonu apmaiņas materiāla formulu parasti apzīmē ar burtu R.

Katjonīta materiāli ir: glaukonīts, sulfonētas ogles un sintētiskie sveķi. Visplašāk izmantotās ogles šobrīd ir sulfonētās ogles, kuras iegūst pēc pārstrādes brūnās vai ogles kūpoša sērskābe.

Katjonu apmaiņas materiāla kapacitāte ir tā apmaiņas kapacitātes robeža, pēc kuras Na katjonu patēriņa rezultātā tie ir jāatjauno ar reģenerāciju.

Jauda mēra katlakmens veidotāju tonnās grādos (t-deg), skaitot uz 1 m 3 katjonu materiāla. Tonnas - grādus iegūst, reizinot attīrītā ūdens patēriņu, kas izteikts tonnās, ar šī ūdens cietību cietības grādos.

Reģenerāciju veic ar 5 - 10% galda sāls šķīdumu, kas izvadīts caur katjonu apmaiņas materiālu.

Na – katjonizācijas raksturīga iezīme ir sāļu trūkums, kas izgulsnējas. Cietības sāļu anjoni tiek pilnībā nosūtīti uz katlu. Šis apstāklis ​​liek palielināt attīrošā ūdens daudzumu. Ūdens mīkstināšana Na-katijonizācijas laikā ir diezgan dziļa, barības ūdens cietību var palielināt līdz 0° (gandrīz 0,05–01°), savukārt sārmainība neatšķiras no avota ūdens karbonātiskās cietības.

Nakationizācijas trūkumi ietver paaugstinātas sārmainības veidošanos gadījumos, kad avota ūdenī ir ievērojams daudzums īslaicīgas cietības sāļu.

Var aprobežoties tikai ar Na – katijonizāciju, ja ūdens karbonātiskā cietība nepārsniedz 3–6°. Pretējā gadījumā jums ir ievērojami jāpalielina pūšamā ūdens daudzums, kas radīs lielus siltuma zudumus. Parasti izpūšamā ūdens daudzums nepārsniedz 5–10% no kopējā katla barošanai izmantotā patēriņa.

Katjonizācijas metodei nepieciešama ļoti vienkārša apkope, un tā ir pieejama parastam katlu telpas personālam bez papildu ķīmiķa iesaistīšanas.

Katjonu filtra dizains


N – Na - katjonizācija. Ja katjonu apmaiņas filtru, kas pildīts ar sulfonoglekli, reģenerē nevis ar galda sāls šķīdumu, bet gan ar sērskābes šķīdumu, tad notiks apmaiņa starp Ca un Mg katjoniem, kas atrodas attīrāmajā ūdenī un H katjoniem. sulfonskābe.

Šādi sagatavots ūdens, kuram arī ir niecīga cietība, vienlaikus kļūst skābs un līdz ar to nederīgs tvaika katlu barošanai, un ūdens skābums ir vienāds ar ūdens nekarbonātu cietību.

Apvienojot Na un H kopā - kationīta ūdens mīkstināšana, jūs varat iegūt labi rezultāti. Ar H-Na – katjonu apmaiņas metodi sagatavotā ūdens cietība nepārsniedz 0,1° ar sārmainību 4–5°.

7. Aprakstiet ķēdes shēmasūdens apstrāde

Veikt nepieciešamās izmaiņas attīrītā ūdens sastāvā iespējams, izmantojot dažādas tehnoloģiskās shēmas, tad vienas no tām izvēle tiek veikta, pamatojoties uz salīdzinošām metodēm - ekonomiskiem aprēķiniem plānotajiem shēmu variantiem.

Ūdens attīrīšanas iekārtās veiktās dabisko ūdeņu ķīmiskās apstrādes rezultātā var rasties šādas galvenās izmaiņas to sastāvā: 1) ūdens dzidrināšana; 2) ūdens mīkstināšana; 3) ūdens sārmainības samazināšana; 4) sāls satura samazināšana ūdenī; 5) pilnīga ūdens atsāļošana; 6) ūdens degazēšana. Īstenošanai nepieciešamās ūdens attīrīšanas shēmas

uzskaitītās izmaiņas tā sastāvā var ietvert dažādus procesus, kas ir reducēti uz šādām trīs galvenajām grupām: 1) nokrišņu metodes; 2) ūdens mehāniskā filtrēšana; 3) jonu apmaiņas ūdens filtrēšana.

Ūdens attīrīšanas iekārtu tehnoloģisko shēmu izmantošana parasti ietver dažādu ūdens attīrīšanas metožu kombināciju.

Attēlos parādītas iespējamās kombinēto ūdens attīrīšanas iekārtu shēmas, izmantojot šīs trīs ūdens attīrīšanas procesu kategorijas. Šīs diagrammas parāda tikai galvenās ierīces. Bez palīgiekārtām, un otrās un trešās pakāpes filtri nav norādīti.

Ūdens attīrīšanas iekārtu shēma

1-jēlūdens; 2-apgaismotājs; 3-mehāniskais filtrs; 4-starptvertne; 5-sūknis; 6-koagulantu dozators; 7-Nа – katjonu apmaiņas filtrs; 8-N – katjonu apmaiņas filtrs; 9 – dekarbonizators; 10 – OH – anjonu apmaiņas filtrs; 11 – attīrīts ūdens.

Jonu apmaiņas filtrēšana ir obligāts ūdens attīrīšanas beigu posms visiem iespējamiem shēmas variantiem un tiek veikts kā ūdens Na-kationēšana, H-Na-katijonizācija un H-OH-jonizācija. Dzidrinātājs 2 nodrošina divus galvenos tā izmantošanas variantus: 1) ūdens dzidrināšanu, kad tajā tiek veikti ūdens koagulācijas un sedimentācijas procesi, un 2) ūdens mīkstināšanu, kad papildus koagulācijai tajā tiek veikta kaļķošana, kā kā arī, vienlaikus ar kaļķošanu, ūdens desilikonizāciju ar magniju.

Atkarībā no dabisko ūdeņu īpašībām attiecībā uz suspendēto vielu saturu tajos ir iespējamas trīs to apstrādes tehnoloģisko shēmu grupas:

1) Pazemes artēziskajiem ūdeņiem (att. 1.a), kas praktiski parasti ir bez suspendētām vielām, to dzidrināšana nav nepieciešama un tāpēc šādu ūdeņu attīrīšanu var ierobežot tikai ar jonu apmaiņas filtrēšanu pēc vienas no trim shēmām, atkarībā no par prasībām attīrītajam ūdenim: a ) Na – katjonizācija, ja nepieciešama tikai ūdens mīkstināšana; b) H-Na – katjonizācija, ja nepieciešams, papildus mīkstināšanai, sārmainības samazināšana vai sāls satura samazināšanās ūdenī; c) H-OH – jonizācija, ja nepieciešama dziļa ūdens atsāļošana.

2) virszemes ūdeņus ar zemu suspendēto daļiņu saturu (attēlā tie apzīmēti ar 1.b) var apstrādāt, izmantojot tā sauktās tiešās plūsmas spiediena shēmas, kurās koagulācija un dzidrināšana mehāniskajos filtros tiek apvienota ar vienu no jonu apmaiņu. filtrēšanas shēmas.

3) virszemes ūdeņi ar relatīvi liels skaits suspendētās vielas (attēlā norādītas 1.c), tiek atbrīvotas no tām dzidrināšanas ceļā, pēc tam tās tiek pakļautas mehāniskai filtrēšanai un pēc tam tiek apvienotas ar kādu no jonu apmaiņas filtrēšanas shēmām. Un bieži. Lai atslogotu ūdens attīrīšanas iekārtas jonu apmaiņas daļu, vienlaikus ar koagulāciju, ūdens dzidrinātājā tiek daļēji mīkstināts un samazināts tā sāls saturs ar kaļķošanu un magnija desilikonizāciju. Šādas kombinētās shēmas ir īpaši ieteicamas, apstrādājot ļoti mineralizētus ūdeņus, jo pat ar to daļēju atsāļošanu ar jonu apmaiņu ir nepieciešams liels ūdens daudzums.

Risinājums :

Noteikt filtra savstarpējās skalošanas periodu, h

kur: h 0 – filtra slāņa augstums, 1,2 m

Gr – filtra materiāla netīrumu noturēšanas spēja, 3,5 kg/m3.

Gr vērtība var ievērojami atšķirties atkarībā no suspendēto vielu īpašībām, to frakcionētā sastāva, filtra materiāla utt. Aprēķinot var ņemt Gr = 3? 4 kg/m3, vidēji 3,5 kg/m3,

U p – filtrācijas ātrums, 4,1 m/h,

C in – koncentrācija, suspendētās vielas, 7 mg/l,

Filtra mazgāšanas reižu skaitu dienā nosaka pēc formulas:


kur: T 0 – starpskalošanas periods, 146,34 stundas,

t 0 – filtra dīkstāves laiks mazgāšanai, parasti 0,3 – 0,5 stundas,

Nosakīsim nepieciešamo filtrēšanas apgabalu:

kur: U-filtrācijas ātrums, 4,1 m/h,

Q – jauda, ​​15 m 3 / h,

Saskaņā ar ūdens attīrīšanas iekārtu projektēšanas noteikumiem filtru skaitam jābūt vismaz trim, tad viena filtra laukums būs:

kur: m – filtru skaits.

Balstoties uz atrasto viena filtra laukumu, no tabulas atrodam nepieciešamo filtra diametru: diametrs d = 1500 mm, filtrācijas laukums f = 1,72 m2.

Norādīsim filtru skaitu:

Ja filtru skaits ir mazāks par starpskalošanas periodu m 0 ≤ T 0 +t 0 (mūsu 2. piemērā< 167,25 + 0,5), то в резерв принимается один фильтр для вывода на ремонт. Всего фильтров будет установлено m ф = 2+1=3 фильтра.

Filtra aprēķinā ietilpst ūdens patēriņa noteikšana savām vajadzībām, t.i. filtra mazgāšanai un filtra mazgāšanai pēc mazgāšanas.

Ūdens patēriņu filtra mazgāšanai un atslābināšanai nosaka pēc formulas:

kur: i- irdināšanas intensitāte, l/(s * m 2); parasti i = 12 l/(s * m2);

t – mazgāšanas laiks, min. t = 15 min.

Mēs nosakām vidējo ūdens patēriņu darba filtru mazgāšanai, izmantojot formulu:


Noteiksim plūsmas ātrumu pirmā filtra iztukšošanai ar ātrumu 4 m/h 10 minūtes pirms tā nodošanas ekspluatācijā:

Vidējais ūdens patēriņš darba filtru tīrīšanai:

Nepieciešamais ūdens daudzums filtrācijas iekārtai, ņemot vērā patēriņu savām vajadzībām:

Q p = g av + g av + Q

Q p = 0,9 + 0,018 + 15 = 15,9 m 3 / h

Literatūra

1. “Ūdens apstrāde”. V.F. Vihrevs un M.S. Škrobs. Maskava 1973.

2. “Katlu iekārtu ūdens apstrādes rokasgrāmata”. O.V. Lifshits. Maskava 1976

3. “Ūdens apstrāde”. B.N. Varde, A.P. Ļevčenko. Maskava 1996.

4. “Ūdens apstrāde”. CM. Gurvičs. Maskava 1961.


Problēma
Nolietoti komunālie tīkli, novecojušas ūdens attīrīšanas un ūdens attīrīšanas sistēmas un līdz ar to dzelzs oksīdi, katlakmens, ūdens cietība un sekojošā hlorēšana - tas viss ir problēmu kopums, ar ko katru dienu saskaras mājokļi un komunālie pakalpojumi. Dzelzs nogulsnes, smalkā suspensija un sienu gļotas, kas gadu gaitā uzkrājušās caurulēs spiediena maiņas laikā, tiek sajauktas ar ūdeni, un tādā veidā tās nonāk mājās. Šim ūdenim ir dzelzs garša. ūdens caurules, dažādi organiskie piemaisījumi, kurus nevar noņemt vārot, un specifiska krāsa. Tikmēr rūpnieciskajā sagatavošanā gandrīz katru gadu parādās jaunas inovatīvas tīrīšanas metodes. Uzdevums rūpnieciskā apmācība ir ne tikai aizsargāt ūdeni no piemaisījumiem, bet arī saglabāt dārgas iekārtas.

Metodes
Mūsdienās ūdens attīrīšanā tiek izmantotas dažādas metodes, sākot no vienkāršākajiem filtriem, kas aiztur cietās daļiņas, līdz pat sarežģītiem filtriem. sarežģītas sistēmas. Pēdējo bieži var atrast lielos siltumenerģijas uzņēmumos. Galvenās grūtības, ar kurām jāsaskaras, projektējot sistēmas gan sadzīves ūdens attīrīšanai, gan rūpnieciskajai ūdens attīrīšanai, ir tādas, ka pilnīgai attīrīšanai ir nepieciešams apvienot dažādas metodes. Otra problēma, kas jāņem vērā ūdens attīrīšanas laikā, ir avota ūdens dažādais sastāvs.
Visbiežāk rūpnieciskā ūdens attīrīšana ietver ūdens atlikšanu, savukārt sadzīves ūdens attīrīšana koncentrējas uz tādiem elementiem kā magnijs, kālijs un kalcijs. Palielināts dzelzs saturs ūdenī piešķir tai brūnganu krāsu un nepatīkamu metālisku garšu. Paaugstināts dzelzs un mangāna saturs izraisa cauruļvadu aizaugšanu, kas samazina plūsmas ātrumu un spiedienu cauruļvados.
Taču ūdens pārvēršana destilētā ūdenī ir kaitīga organismam, tāpēc dažas ūdens attīrīšanas sistēmas darbojas divos posmos: pirmkārt, ūdens attīrīšana ietver pilnīgu attīrīšanu, un pēc tam tiek veikta stingri dozēta mineralizācija.
Membrānas metode ir balstīta uz piesārņota šķīduma izvadīšanu caur puscaurlaidīgu starpsienu ar caurumiem, kas ir mazāki par piesārņojuma daļiņu izmēru. Attīrīšanas procesā notiek: makro- un mikrofiltrācija, ultra- un nanofiltrācija, reversā osmoze. Ūdens tiek attīrīts no lielām un koloidālām daļiņām, mazām suspensijām, mikroorganismiem, izšķīdušiem joniem un organiskām molekulām.
Dažādu jonu reversās osmozes noņemšanas efektivitāte ir atkarīga no to lādiņa un lieluma, kas nosaka hidratācijas pakāpi, un palielinās līdz ar šīm īpašībām.
Tomēr šīs metodes izmantošanai ir vairāki ierobežojumi. Membrānām pievadītais ūdens nedrīkst saturēt dzelzi, rupjus mehāniskus piemaisījumus, jābūt mīkstinātam utt. Tas ir nepieciešams, lai novērstu slikti šķīstošu sāļu nogulsnēšanos uz membrānu virsmas un to iznīcināšanu.
Bieži tiek izmantota ūdens apstrāde, izmantojot ultravioleto starojumu. Tās priekšrocības: drošība cilvēku veselībai, ātrums un ekonomiskie ieguvumi.
Cietības samazināšana (ūdens mīkstināšana) ir vēl viens svarīgs punkts, kas jāņem vērā. Pretējā gadījumā notiek strauja katlu un cauruļu iznīcināšana ar sāls nogulsnēm. Ūdens mīkstinātāji novērš visas problēmas, kas saistītas ar cietības sāļu klātbūtni ūdenī.
Vēl viens jautājums, par kuru tiek runāts ilgu laiku, ir ūdens dezinfekcija, kas ir vissvarīgākais ūdens attīrīšanas elements. Piemēram, Sanktpēterburgas ūdenstilpēs dezinfekcija ar hloru tika veikta no 1911. līdz 2008. gadam. Hlora savienojumiem ir ilgstoša dezinficējoša iedarbība, un pilsētās ar lielu ūdensapgādes tīklu līdz šim nav bijis cita veida epidemioloģiskās drošības uzturēšanai. dzeramais ūdens tās transportēšanas laikā patērētājiem. Taču tieši Sanktpēterburga kļuva par pirmo metropoli pasaulē, kas pilnībā atteicās no šķidrā hlora izmantošanas ūdens dezinfekcijai. Valsts vienotais uzņēmums “Sanktpēterburgas Vodokanal” tālajā 2003. gadā bija pirmais, kas ūdens dezinfekcijas procesā izmantoja nātrija hipohlorītu kā alternatīvu šķidrajam hloram. Piecu gadu laikā tika nodotas ekspluatācijā rūpnīcas zemas koncentrācijas nātrija hipohlorīta šķīdumu ražošanai no galda sāls.

Apkure
Otra problēma, kas saistīta ar ūdens attīrīšanu, ir ēku apkures sistēma, kas ir tik aktuāla katras rudens-ziemas sezonas sākumā. Viena no galvenajām grūtībām, ar ko saskaras strādājošās organizācijas, ir cieto nogulšņu veidošanās uz katlu, siltummaiņu un termostaciju cauruļvadu iekšējās virsmas. Šo nogulšņu veidošanās rada nopietnus enerģijas zudumus, kas sasniedz 60%. Lieli nogulsnes var pilnībā bloķēt sistēmas darbību, izraisīt aizsērēšanu, paātrināt koroziju un galu galā iznīcināt dārgas iekārtas. Visas šīs problēmas rodas tāpēc, ka ūdens sildīšanas katlu mājās siltumtīklu padevei parasti vai nu nav ūdens attīrīšanas iekārtu, vai arī uzstādītās jau ir morāli un fiziski novecojušas.
"Tīkla ūdens piesārņojuma avoti galvenokārt ir ēku un būvju apkures sistēmas, tīklu cauruļvadi, kā arī svešzemju piemaisījumu iekļūšana siltumtīklu posmu remontdarbu laikā," komentē S.P. Batujevs, ģenerālmenedžeris SIA SPKF "VALER" – Dzelzs oksīda nosēdumu veidošanās cēlonis apkures sistēmās un siltumtīklu cauruļvados ir tā sauktā stāvkorozija un iekārtu nekonservēšana neapkures periodā. Ņemot vērā, ka stāvvietu korozijas intensitāte ir vidēji 15-20 reizes lielāka par korozijas intensitāti, kas rodas ekspluatācijas laikā, kā arī starpsildīšanas perioda ilgums - vidēji 5 mēneši, tas noved pie liela apjoma uzkrāšanās. dzelzs oksīda nogulsnes apkures sistēmās, tīklos un iekārtās līdz apkures perioda sākumam. Šīs nogulsnes, ieslēdzot dzesēšanas šķidruma cirkulāciju, nokļūst lielos daudzumos siltumtīkli. Piesārņojošo vielu koncentrācija atplūdes tīklā šajā periodā var būt daudzkārt lielāka par dzelzs satura, suspendēto daļiņu, krāsas, caurspīdīguma un duļķainības standarta vērtībām.
Mūsdienu ūdens attīrīšanas tehnoloģijas ievērojami samazina katlu iekārtu atteices risku. Tīkla ūdens attīrīšanas aprīkojuma izvēle lielā mērā ir atkarīga no fizikālās un ķīmiskās īpašības piesārņojums. Šajā sakarā liela nozīme ir datiem, kas raksturo piesārņotāju sastāvu, struktūru un īpašības. Turklāt jāņem vērā, ka mehānisko piesārņotāju koncentrācija un izkliedētais sastāvs apkures sezonas laikā var būtiski atšķirties.
Ir vairāki veidi, kā atrisināt šo problēmu, un katram ir atšķirīgas kapitāla un darbības izmaksas. No daudzajām zināmajām katlakmens veidošanās novēršanas iespējām šobrīd ir plaši izplatītas tikai dažas: elektromagnētiskā ūdens attīrīšana, Na-katijonizācijas tehnoloģija, jaunākās paaudzes pretkaļķu līdzekļu dozēšana ūdenī, kas ļauj pilnībā aizsargāt katlu iekārtas no katlakmens veidošanās. noguldījumi. Ūdens attīrīšana tiek veikta, izmantojot kompleksus, tostarp Tekna un ProMinent dozēšanas sūkņus un konteineru ar darba šķīdumu. Šī metodeļauj pilnībā atteikties no ūdens mīkstināšanas tehnoloģijas, tas ir, likvidēt sāls iegādes izmaksas, savukārt siltummaiņu un katlu iekārtu ķīmisko skalošanu var veikt ne biežāk kā reizi 3 gados.
Reversās osmozes tehnoloģija ļauj izvairīties no augstām reaģentu ekspluatācijas izmaksām un ļauj novadīt ūdeni ar sāls saturu kanalizācijā vai attīrīšanas iekārtās, vairumā gadījumu nepārsniedzot derīgas vērtības. Tomēr šādām instalācijām ir augstas izmaksas.
Izvēloties ierīces tīkla ūdens attīrīšanai no piesārņotājiem, līdzās piesārņotāju īpašībām svarīgi ir tādi rādītāji kā tīrīšanas efektivitāte, iespējamā ūdens produktivitāte un darbības plūsmas ātruma diapazons, vienkāršība un lietošanas ērtums. Ierīcēm, kurās tiek izmantoti hidrodinamiskās tīrīšanas principi (piemēram, inerces un gravitācijas procesu kombinācija), šādu trūkumu nav. Šo procesu kombinēta izmantošana tiek īstenota inerciālās gravitācijas dubļu savācējos GIG.

Kādi ir ietaupījumi?
Speciālisti aprēķinājuši, ka ūdens attīrīšanas pasākumi nodrošina degvielas ietaupījumu no 20 līdz 40%, apkures katlu un katlu iekārtu kalpošanas laiks palielinās līdz 25-30 gadiem, ievērojami samazinās katlu un apkures iekārtu kapitālā un kārtējā remonta izmaksas. Ūdens attīrīšanas iekārtu atmaksāšanās laiks ir atkarīgs no to produktivitātes un svārstās no 6 mēnešiem līdz 1,5 – 2 gadiem.


Materiālu pilnīga vai daļēja pārpublicēšana - tikai ar redaktora rakstisku atļauju!

Šajā sadaļā detalizēti aprakstītas esošās tradicionālās ūdens attīrīšanas metodes, to priekšrocības un trūkumi, kā arī piedāvātas mūsdienīgas jaunas metodes un jaunas tehnoloģijas ūdens kvalitātes uzlabošanai atbilstoši patērētāju prasībām.

Ūdens apstrādes galvenie mērķi ir iegūt tīru, drošu ūdeni, kas piemērots dažādām vajadzībām: sadzīves, dzeramā, tehniskā un rūpnieciskā ūdens apgādeņemot vērā nepieciešamo ūdens attīrīšanas un ūdens attīrīšanas metožu izmantošanas ekonomisko iespējamību. Pieeja ūdens attīrīšanai visur nevar būt vienāda. Atšķirības ir saistītas ar ūdens sastāvu un tā kvalitātes prasībām, kas būtiski atšķiras atkarībā no ūdens mērķa (dzeramā, tehniskā u.c.). Tomēr pastāv tipisku procedūru kopums, ko izmanto ūdens attīrīšanas sistēmās, un secība, kādā šīs procedūras tiek izmantotas.


Pamata (tradicionālās) ūdens attīrīšanas metodes.

Ūdensapgādes praksē attīrīšanas un attīrīšanas procesā ūdens tiek pakļauts izgaismošana(suspendēto daļiņu noņemšana), krāsas maiņa ( vielu noņemšana, kas ūdenim piešķir krāsu) , dezinfekcija(patogēnu baktēriju iznīcināšana tajā). Turklāt, atkarībā no avota ūdens kvalitātes, dažos gadījumos tiek izmantots papildus īpašas metodes uzlabot ūdens kvalitāti: mīkstināšanaūdens (cietības samazināšanās kalcija un magnija sāļu klātbūtnes dēļ); fosfatēšana(ūdens dziļākai mīkstināšanai); atsāļošana, atsāļošanaūdens (samazinot kopējo ūdens mineralizāciju); desilikonizācija, atlikšanaūdens (ūdens izdalīšanās no šķīstošiem dzelzs savienojumiem); degazēšanaūdens (šķīstošo gāzu atdalīšana no ūdens: sērūdeņradis H2S, CO2, O2); deaktivizēšanaūdens (radioaktīvo vielu izvadīšana no ūdens); neitralizācijaūdens (izņemšana toksiskas vielas no ūdens), fluorēšana(pievienojot ūdenim fluoru) vai defluorizācija(fluora savienojumu atdalīšana); paskābināšana vai sārmināšana ( lai stabilizētu ūdeni). Dažreiz ir nepieciešams novērst garšas un smakas, novērst ūdens kodīgo ietekmi utt. Tiek izmantotas noteiktas šo procesu kombinācijas atkarībā no patērētāju kategorijas un ūdens kvalitātes avotos.

Ūdens kvalitāti ūdenstilpē nosaka vairāki rādītāji (fiziskie, ķīmiskie un sanitāri bakterioloģiskie), atbilstoši ūdens mērķim un noteiktiem kvalitātes standartiem. Vairāk par šo nākamajā sadaļā. Salīdzinot ūdens kvalitātes datus (iegūtos no analīzes) ar patērētāju prasībām, tiek noteikti pasākumi tā attīrīšanai.

Ūdens attīrīšanas problēma attiecas uz fizikālām, ķīmiskām un bioloģiskām izmaiņām apstrādes laikā, lai to padarītu piemērotu dzeršanai, tas ir, attīrot un uzlabojot tā dabiskās īpašības.

Ūdens attīrīšanas metodi, tehniskās ūdensapgādes attīrīšanas iekārtu sastāvu un konstrukcijas parametrus un aprēķinātās reaģentu devas nosaka atkarībā no ūdenstilpes piesārņojuma pakāpes, ūdensapgādes sistēmas mērķa, stacijas produktivitātes. un vietējiem apstākļiem, kā arī pamatojoties uz tehnoloģiskās izpētes datiem un līdzīgos apstākļos strādājošu konstrukciju ekspluatāciju.

Ūdens attīrīšana tiek veikta vairākos posmos. Atkritumi un smiltis tiek noņemti iepriekšējas tīrīšanas stadijā. Primārās un sekundārās attīrīšanas kombinācija, ko veic ūdens attīrīšanas iekārtās (WTP), noņem koloidālo materiālu (organiskās vielas). Izšķīdušās barības vielas tiek izvadītas, izmantojot pēcapstrādi. Lai attīrīšana būtu pilnīga, ūdens attīrīšanas iekārtām ir jānovērš visu kategoriju piesārņotāji. Ir daudz veidu, kā to izdarīt.

Ar atbilstošu pēcattīrīšanu un kvalitatīvu WTP iekārtu ir iespējams nodrošināt iegūtā ūdens derīgumu dzeršanai. Daudzi nobāl, domājot par notekūdeņu pārstrādi, taču der atcerēties, ka dabā jebkurā gadījumā visi ūdens cikli. Faktiski atbilstoša pēcapstrāde var nodrošināt ūdeni labākā kvalitāte nekā tas, ko iegūst no upēm un ezeriem, kas bieži saņem neattīrītus notekūdeņus.

Ūdens attīrīšanas pamatmetodes

Ūdens dzidrināšana

Dzidrināšana ir ūdens attīrīšanas posms, kura laikā tiek novērsts ūdens duļķainums, samazinot suspendēto mehānisko piemaisījumu saturu dabiskajos un notekūdeņos. Dabīgā ūdens, īpaši virszemes avotu, duļķainība palu periodā var sasniegt 2000-2500 mg/l (pie dzeramā ūdens normas - ne vairāk kā 1500 mg/l).

Ūdens attīrīšana ar suspendēto vielu sedimentāciju. Šī funkcija tiek veikta dzidrinātāji, sedimentācijas tvertnes un filtri, kas ir visizplatītākās ūdens attīrīšanas iekārtas. Viena no visplašāk izmantotajām praktiskajām metodēm smalki izkliedētu piemaisījumu satura samazināšanai ūdenī ir to koagulācija(nogulsnēšana īpašu kompleksu - koagulantu veidā), kam seko sedimentācija un filtrēšana. Pēc dzidrināšanas ūdens nonāk tīra ūdens tvertnēs.

Ūdens krāsas maiņa, tie. dažādu krāsainu koloīdu vai pilnībā izšķīdušu vielu likvidēšanu vai atkrāsošanu var panākt, koagulējot, izmantojot dažādus oksidētājus (hlors un tā atvasinājumi, ozons, kālija permanganāts) un sorbentus (aktivētā ogle, mākslīgie sveķi).

Dzidrināšana, filtrējot ar iepriekšēju koagulāciju, palīdz ievērojami samazināt ūdens baktēriju piesārņojumu. Tomēr starp mikroorganismiem, kas paliek ūdenī pēc ūdens attīrīšanas, var būt arī patogēni (bacillus vēdertīfs, tuberkuloze un dizentērija; vibrio holēra; poliomielīta un encefalīta vīrusi), kas ir avots infekcijas slimības. Lai tos galīgi iznīcinātu, ūdens, kas paredzēts sadzīves vajadzībām, ir obligāti jāpakļauj dezinfekcija.

Koagulācijas trūkumi, nostādināšana un filtrēšana: dārgas un nepietiekami efektīvas ūdens attīrīšanas metodes, un tāpēc tās ir vajadzīgas papildu metodes kvalitātes uzlabošana.)

Ūdens dezinfekcija

Dezinfekcija jeb dezinfekcija ir ūdens attīrīšanas procesa beigu posms. Mērķis ir nomākt ūdenī esošo patogēno mikrobu dzīvībai svarīgo aktivitāti. Jo pilnīga atbrīvošanās netiek nodrošināta ne sedimentācija, ne filtrēšana ūdens dezinfekcijai, netiek izmantota hlorēšana un citas tālāk aprakstītās metodes.

Ūdens attīrīšanas tehnoloģijā ir zināmas vairākas ūdens dezinfekcijas metodes, kuras var iedalīt piecās galvenajās grupās: termiskais; sorbcija uz aktīvās ogles; ķīmisks(izmantojot spēcīgus oksidētājus); oligodinamija(cēlmetālu jonu iedarbība); fiziskais(izmantojot ultraskaņu, radioaktīvo starojumu, ultravioletie stari). No uzskaitītās metodes Visplašāk izmantotās metodes ir trešās grupas metodes. Kā oksidētājus izmanto hloru, hlora dioksīdu, ozonu, jodu un kālija permanganātu; ūdeņraža peroksīds, nātrija un kalcija hipohlorīts. Savukārt no uzskaitītajiem oksidētājiem praksē priekšroka tiek dota hlors, balinātājs, nātrija hipohlorīds. Ūdens dezinfekcijas metodes izvēle tiek veikta, pamatojoties uz apstrādājamā ūdens plūsmas ātrumu un kvalitāti, tā pirmapstrādes efektivitāti, reaģentu piegādes, transportēšanas un uzglabāšanas apstākļiem, iespēju automatizēt procesus un mehanizēt darbietilpīgu. strādāt.

Ūdens, kas ir ticis iepriekš apstrādāts, sarecējis, dzidrināts un mainījis krāsu suspendētu nogulšņu slānī vai nogulsnējies, filtrē, tiek dezinficēts, jo filtrāts nesatur daļiņas, uz kurām virsmas vai iekšpusē var atrasties baktērijas un vīrusi. adsorbēts, paliekot ārpus dezinfekcijas līdzekļu ietekmes.

Ūdens dezinfekcija ar spēcīgiem oksidētājiem.

Pašlaik dzīvojamo māju un komunālo pakalpojumu objektos parasti tiek veikta ūdens dezinfekcija hlorēšanaūdens. Ja dzer krāna ūdeni, jāzina, ka tajā ir hlororganiskie savienojumi, kuru daudzums pēc ūdens dezinfekcijas procedūras ar hloru sasniedz 300 μg/l. Turklāt šis daudzums nav atkarīgs no sākotnējā ūdens piesārņojuma līmeņa, šīs 300 vielas veidojas ūdenī hlorēšanas rezultātā. Šāda dzeramā ūdens patēriņš var nopietni ietekmēt jūsu veselību. Fakts ir tāds, ka organiskām vielām savienojoties ar hloru, veidojas trihalometāni. Šiem metāna atvasinājumiem ir izteikta kancerogēna iedarbība, kas veicina vēža šūnu veidošanos. Hlorētu ūdeni vārot, veidojas spēcīga inde – dioksīns. Trihalometānu saturu ūdenī var samazināt, samazinot izmantotā hlora daudzumu vai aizstājot to ar citiem dezinfekcijas līdzekļiem, piemēram, izmantojot granulēta aktīvā ogle lai atdalītu ūdens attīrīšanas laikā radušos organiskos savienojumus. Un, protams, mums ir nepieciešama sīkāka kontrole pār dzeramā ūdens kvalitāti.

Dabisko ūdeņu augsta duļķainuma un krāsas gadījumos parasti tiek izmantota iepriekšēja ūdens hlorēšana, taču šī iepriekš aprakstītā dezinfekcijas metode ne tikai nav pietiekami efektīva, bet arī vienkārši kaitīga mūsu organismam.

Hlorēšanas trūkumi: nav pietiekami efektīva un vienlaikus rada neatgriezenisku kaitējumu veselībai, jo kancerogēna trihalometānu veidošanās veicina vēža šūnu veidošanos, bet dioksīns izraisa smagu organisma saindēšanos.

Nav ekonomiski izdevīgi dezinficēt ūdeni bez hlora, jo ir alternatīvas ūdens dezinfekcijas metodes (piemēram, dezinfekcija ar ultravioletais starojums) ir diezgan dārgi. Ūdens dezinfekcijai, izmantojot ozonu, tika piedāvāta alternatīva hlorēšanas metode.

Ozonēšana

Mūsdienīgāka ūdens dezinfekcijas procedūra ir ūdens attīrīšana, izmantojot ozonu. Tiešām, ozonēšana No pirmā acu uzmetiena ūdens ir drošāks par hlorēšanu, taču tam ir arī savi trūkumi. Ozons ir ļoti nestabils un ātri iznīcina, tāpēc tas baktericīda iedarbība ne uz ilgu laiku. Bet ūdenim joprojām ir jāiziet cauri santehnikas sistēmai, pirms tas nonāk mūsu dzīvoklī. Pa šo ceļu viņu sagaida daudz nepatikšanas. Nav noslēpums, ka ūdens caurules ieplūst Krievijas pilsētasārkārtīgi nolietota.

Turklāt ozons reaģē arī ar daudzām ūdenī esošām vielām, piemēram, fenolu, un iegūtie produkti ir pat toksiskāki nekā hlorfenoli. Ūdens ozonēšana izrādās ārkārtīgi bīstama gadījumos, kad broma joni ūdenī atrodas pat visniecīgākajos daudzumos, kurus grūti noteikt pat laboratorijas apstākļos. Ozonējot rodas toksiski broma savienojumi – bromīdi, kas ir bīstami cilvēkiem pat mikrodozās.

Ūdens ozonēšanas metode ir sevi ļoti labi pierādījusi lielu ūdens masu attīrīšanā - peldbaseinos, komunālās sistēmās, t.i. kur nepieciešama rūpīgāka ūdens dezinfekcija. Taču jāatceras, ka ozons, kā arī tā mijiedarbības produkti ar hlororganiskajiem savienojumiem ir toksiski, tāpēc lielas hlororganisko savienojumu koncentrācijas klātbūtne ūdens attīrīšanas stadijā var būt ārkārtīgi kaitīga un bīstama organismam.

Ozonēšanas trūkumi: Baktericīda iedarbība ir īslaicīga, un, reaģējot ar fenolu, tas ir pat toksiskāks par hlorfenoliem, kas ir bīstamāks organismam nekā hlorēšana.

Ūdens dezinfekcija ar baktericīdiem stariem.

SECINĀJUMI

Visas iepriekš minētās metodes nav pietiekami efektīvas, ne vienmēr ir drošas un turklāt nav ekonomiski izdevīgas: pirmkārt, tās ir dārgas un ļoti dārgas, prasa pastāvīgas uzturēšanas un remonta izmaksas, otrkārt, tām ir ierobežots kalpošanas laiks un treškārt, tie patērē daudz enerģijas.

Jaunas tehnoloģijas un inovatīvas metodes ūdens kvalitātes uzlabošanai

Jaunu tehnoloģiju un inovatīvu ūdens attīrīšanas metožu ieviešana ļauj atrisināt virkni problēmu, kas nodrošina:

  • dzeramā ūdens ražošana, kas atbilst noteiktos standartus un GOST standarti, kas atbilst patērētāju prasībām;
  • ūdens attīrīšanas un dezinfekcijas uzticamība;
  • efektīva nepārtraukta un uzticama ūdens attīrīšanas iekārtu darbība;
  • ūdens attīrīšanas un ūdens attīrīšanas izmaksu samazināšana;
  • taupot reaģentus, elektrību un ūdeni savām vajadzībām;
  • ūdens ražošanas kvalitāte.

Jaunās tehnoloģijas ūdens kvalitātes uzlabošanai ietver:

Membrānas metodes balstīta uz modernām tehnoloģijām (tai skaitā makrofiltrācija; mikrofiltrācija; ultrafiltrācija; nanofiltrācija; reversā osmoze). Izmanto atsāļošanai notekūdeņi, atrisināt ūdens attīrīšanas problēmu kompleksu, bet attīrīts ūdens nenozīmē, ka tas ir veselīgs. Turklāt šīs metodes ir dārgas un energoietilpīgas, un tām ir nepieciešamas pastāvīgas uzturēšanas izmaksas.

Ūdens attīrīšanas metodes bez reaģentiem. Aktivizācija (strukturēšana)šķidrumi. Mūsdienās ir daudzas zināmas metodes ūdens aktivizēšanai (piemēram, magnētiskā un elektromagnētiskie viļņi; ultraskaņas frekvences viļņi; kavitācija; dažādu minerālu iedarbība, rezonanse utt.). Šķidruma strukturēšanas metode sniedz risinājumu ūdens attīrīšanas problēmu kompleksam ( atkrāsošana, mīkstināšana, dezinfekcija, degazēšana, ūdens atlikšana utt.), vienlaikus novēršot ķīmisko ūdens attīrīšanu.

Ūdens kvalitātes rādītāji ir atkarīgi no šķidruma strukturēšanai izmantotajām metodēm un ir atkarīgi no izmantoto tehnoloģiju izvēles, tostarp:
- magnētiskās ūdens apstrādes iekārtas;

- elektromagnētiskās metodes;
- ūdens apstrādes kavitācijas metode;
- rezonanses vilnis ūdens aktivizēšana
(bezkontakta apstrāde, kuras pamatā ir pjezokristāli).

Hidromagnētiskās sistēmas (HMS) paredzēts ūdens attīrīšanai plūsmā ar konstantu īpašas telpiskas konfigurācijas magnētisko lauku (izmanto, lai neitralizētu katlakmens siltummaiņas iekārtās; lai attīrītu ūdeni, piemēram, pēc hlorēšanas). Sistēmas darbības princips ir ūdenī esošo metālu jonu magnētiskā mijiedarbība (magnētiskā rezonanse) un vienlaicīga ķīmiskās kristalizācijas process. HMS pamatā ir cikliskā ietekme uz ūdeni, ko siltummaiņiem piegādā noteiktas konfigurācijas magnētiskais lauks, ko rada augstas enerģijas magnēti. Magnētiskā ūdens attīrīšanas metode neprasa nekādus ķīmiskos reaģentus un tāpēc ir videi draudzīga. Bet ir arī trūkumi. HMS izmanto jaudīgus pastāvīgos magnētus, kuru pamatā ir retzemju elementi. Viņi saglabā savas īpašības (spēku magnētiskais lauks) ļoti ilgu laiku (desmitiem gadu). Tomēr, ja tie tiek pārkarsēti virs 110 - 120 C, magnētiskās īpašības var vājināties. Tāpēc HMS jāuzstāda tur, kur ūdens temperatūra nepārsniedz šīs vērtības. Tas ir, pirms tas uzsilst, uz atgriešanās līnijas.

Magnētisko sistēmu trūkumi: HMS izmantošana ir iespējama temperatūrā, kas nav augstāka par 110 - 120°AR; nepietiek efektīva metode; Pilnīgai tīrīšanai tas ir jāizmanto kopā ar citām metodēm, kas galu galā nav ekonomiski izdevīgi.

Ūdens apstrādes kavitācijas metode. Kavitācija ir dobumu veidošanās šķidrumā (kavitācijas burbuļi vai dobumi), kas piepildīti ar gāzi, tvaiku vai to maisījumu. Būtība kavitācija- cits ūdens fāzes stāvoklis. Kavitācijas apstākļos ūdens no dabiskā stāvokļa mainās uz tvaiku. Kavitācija rodas lokālas šķidruma spiediena pazemināšanās rezultātā, kas var rasties vai nu palielinoties tā ātrumam (hidrodinamiskā kavitācija), vai arī ar akustiskā viļņa pāreju retināšanas puscikla laikā (akustiskā kavitācija). Turklāt asa (pēkšņa) kavitācijas burbuļu izzušana izraisa hidraulisku triecienu veidošanos un līdz ar to šķidrumā ultraskaņas frekvencē kompresijas un spriedzes viļņa veidošanos. Metode tiek izmantota, lai noņemtu dzelzi, cietības sāļus un citus elementus, kas pārsniedz maksimāli pieļaujamo koncentrāciju, bet ir vāji efektīva ūdens dezinfekcijā. Tajā pašā laikā tas patērē ievērojamu enerģiju un ir dārgi uzturēt ar patērējamiem filtra elementiem (resurss no 500 līdz 6000 m 3 ūdens).

Trūkumi: patērē elektrību, nav pietiekami efektīva un dārga uzturēšana.

SECINĀJUMI

Iepriekš minētās metodes ir visefektīvākās un videi draudzīgākās salīdzinājumā ar tradicionālās metodesūdens attīrīšana un ūdens apstrāde. Bet tiem ir daži trūkumi: instalāciju sarežģītība, augstās izmaksas, nepieciešamība pēc palīgmateriāliem, apkopes grūtības, ūdens attīrīšanas sistēmu uzstādīšanai ir nepieciešamas ievērojamas platības; nepietiekama efektivitāte un papildus lietošanas ierobežojumi (temperatūras, cietības, ūdens pH ierobežojumi utt.).

Šķidruma bezkontakta aktivizēšanas metodes (NL). Rezonanses tehnoloģijas.

Šķidruma apstrāde tiek veikta bezkontakta režīmā. Viena no šo metožu priekšrocībām ir šķidro barotņu strukturēšana (vai aktivizēšana), kas nodrošina visus iepriekšminētos uzdevumus, aktivizējot ūdens dabiskās īpašības, nepatērējot elektroenerģiju.

Visefektīvākā tehnoloģija šajā jomā ir NORMAQUA tehnoloģija ( rezonanses viļņu apstrāde, kuras pamatā ir pjezokristāli), bezkontakta, videi draudzīgs, nepatērē elektrību, nemagnētisks, bez apkopes, kalpošanas laiks - vismaz 25 gadi. Tehnoloģijas pamatā ir pjezokeramikas šķidro un gāzveida vides aktivatori, kas ir invertora rezonatori, kas izstaro īpaši zemas intensitātes viļņus. Tāpat kā elektromagnētisko un ultraskaņas viļņu ietekmē, arī rezonanses vibrāciju ietekmē tiek pārtrauktas nestabilas starpmolekulāras saites, un ūdens molekulas izkārtojas dabiskā fizikālā un ķīmiskā struktūrā klasteros.

Tehnoloģiju izmantošana ļauj pilnībā atteikties ķīmiskā ūdens apstrāde un dārgas ūdens attīrīšanas sistēmas un palīgmateriāli, un panākt ideālu līdzsvaru starp uzturēšanu augstākā kvalitāteūdens un iekārtu ekspluatācijas izmaksu ietaupīšana.

Samazināt ūdens skābumu (paaugstināt pH līmeni);
- ietaupiet līdz 30% elektroenerģijas uz pārsūknēšanas sūkņiem un noskalojiet iepriekš izveidojušos katlakmens nosēdumus, samazinot ūdens berzes koeficientu (palielinot kapilārās sūkšanas laiku);
- mainīt ūdens redokspotenciālu Eh;
- samazināt vispārējo stīvumu;
- uzlabot ūdens kvalitāti: tā bioloģisko aktivitāti, drošību (dezinfekcija līdz 100%) un organoleptiskās īpašības.

1. Ko nozīmē katlu iekārtu tvaika-ūdens cikls

Tvaika-ūdens cikls ir laika periods, kurā ūdens pārvēršas tvaikā un šis periods atkārtojas daudzas reizes.

Uzticamai un drošai katla darbībai ir svarīga ūdens cirkulācija tajā - tā nepārtraukta kustība šķidrā maisījumā pa noteiktu slēgtu ķēdi. Rezultātā tiek nodrošināta intensīva siltuma noņemšana no apkures virsmas un novērsta lokālā tvaika un gāzes stagnācija, kas pasargā apkures virsmu no nepieņemamas pārkaršanas, korozijas un novērš katla atteici. Cirkulācija katlos var būt dabiska vai piespiedu (mākslīga), izveidota, izmantojot sūkņus.

Mūsdienu katlu konstrukcijās apkures virsma ir veidota no atsevišķiem cauruļu kūļiem, kas savienoti ar mucām un kolektoriem, kas veido diezgan sarežģītu slēgtu cirkulācijas ķēžu sistēmu.

Attēlā Tiek parādīta tā sauktās cirkulācijas ķēdes shēma. Tvertnē ielej ūdeni, un U-veida caurules kreisais ritenis tiek uzkarsēts, veidojas tvaiks; tvaika un ūdens maisījuma īpatnējais svars būs mazāks, salīdzinot ar īpatnējo svaru labajā ceļgalā. Šķidrums šādos apstākļos nebūs līdzsvara stāvoklī. Piemēram, A - Un spiediens kreisajā pusē būs mazāks nekā labajā pusē - sākas kustība, ko sauc par cirkulāciju. No iztvaikošanas spoguļa tiks atbrīvots tvaiks, kas tālāk tiks noņemts no trauka, un tajā ieplūdīs barības ūdens tādā pašā daudzumā pēc svara.

Lai aprēķinātu cirkulāciju, tiek atrisināti divi vienādojumi. Pirmais izsaka materiālo līdzsvaru, otrais spēku līdzsvaru.

Pirmais vienādojums ir formulēts šādi:

G zem = G op kg/s, (170)

kur G zem ir ūdens un tvaika daudzums, kas pārvietojas ķēdes pacelšanas daļā, kg/s;

G op - ūdens daudzums, kas pārvietojas apakšējā daļā, kg/sek.

Spēku līdzsvara vienādojumu var izteikt ar šādu sakarību:

N = ∆ρ kg/m 2, (171)

kur N ir kopējais braukšanas spiediens, kas vienāds ar h(γ in - γ cm), kg;

∆ρ – hidrauliskās pretestības summa kg/m2, ieskaitot inerces spēku, kas rodas, tvaika-ūdens emulsijai un ūdenim pārvietojoties pa biroju un galu galā izraisot vienmērīgu kustību ar noteiktu ātrumu.

Katla cirkulācijas ķēdē ir liels skaits paralēlu darba cauruļu, un to darbības apstākļi nevar būt pilnīgi identiski vairāku iemeslu dēļ. Lai nodrošinātu nepārtrauktu cirkulāciju visās paralēlo darba ķēžu caurulēs un neizraisītu cirkulācijas apgāšanos nevienā no tām, ir jāpalielina ūdens kustības ātrums pa kontūru, ko nodrošina noteikts cirkulācijas koeficients K.

Parasti cirkulācijas koeficientu izvēlas diapazonā no 10 līdz 50 un ar zemu cauruļu siltuma slodzi daudz vairāk par 200 - 300.

Ūdens plūsma ķēdē, ņemot vērā cirkulācijas ātrumu, ir vienāda ar

kur D = tvaika (padeves ūdens) plūsmas ātrums aprēķinātajā kontūrā kg/stundā.

Ūdens ātrumu pie ieejas ķēdes pacelšanas daļā var noteikt pēc vienādības

m/s,

2. Nosēdumu veidošanās iemesli siltummaiņos

Uz tvaika ģeneratoru, iztvaicētāju, tvaika pārveidotāju un tvaika turbīnu kondensatoru iekšējām virsmām katlakmens veidā cietā fāzē var izdalīties dažādi piemaisījumi, kas atrodas uzkarsētā un iztvaicētā ūdenī, bet ūdens masas iekšpusē - suspendēto dūņu veidā. Tomēr nav iespējams novilkt skaidru robežu starp katlakmeni un dūņām, jo ​​vielas, kas nogulsnējas uz sildvirsmas katlakmens veidā, laika gaitā var pārvērsties dūņās un otrādi, nogulsnes var pielipt pie sildvirsmas, veidojoties mērogs.

No tvaika ģeneratora elementiem apsildāmās sieta caurules ir visvairāk jutīgas pret iekšējo virsmu piesārņojumu. Nosēdumu veidošanās uz tvaiku veidojošo cauruļu iekšējām virsmām izraisa siltuma pārneses pasliktināšanos un līdz ar to bīstamu caurules metāla pārkaršanu.

Mūsdienu tvaika ģeneratoru radiācijas sildvirsmas tiek intensīvi uzkarsētas ar degšanas lāpu. Siltuma plūsmas blīvums tajos sasniedz 600–700 kW/m2, un lokālās siltuma plūsmas var būt vēl lielākas. Tāpēc pat īslaicīga siltuma pārneses koeficienta pasliktināšanās no sienas uz verdošu ūdeni izraisa tik ievērojamu caurules sienas temperatūras paaugstināšanos (500–600 °C un augstāk), ka metāla izturība var nebūt mazāka. pietiekami, lai izturētu tajā radušos spriedzi. Tā sekas ir metāla bojājumi, ko raksturo caurumu parādīšanās, svins un bieži vien caurules plīsums.

Krasu temperatūras svārstību laikā tvaika ģenerēšanas cauruļu sienās, kas var rasties tvaika ģeneratora darbības laikā, no sienām atdalās katlakmens trauslu un blīvu zvīņu veidā, ko cirkulējošā ūdens plūsma pārnes uz vietas ar lēnu cirkulāciju. Tur tie nosēžas nejaušas dažāda izmēra un formas gabalu uzkrāšanās veidā, kas ar dūņām sacementēti vairāk vai mazāk blīvos veidojumos. Ja trumuļa tipa tvaika ģeneratoram ir horizontāli vai nedaudz slīpi tvaiku veidojošu cauruļu posmi ar gausu cirkulāciju, tad tajos parasti uzkrājas irdeno dūņu nogulsnes. Šķērsgriezuma sašaurināšanās ūdens plūsmai vai tvaika ģenerēšanas cauruļu pilnīga aizsprostošanās rada cirkulācijas problēmas. Tiešās plūsmas tvaika ģeneratora tā sauktajā pārejas zonā līdz kritiskajam spiedienam, kur iztvaiko pēdējais atlikušais mitrums un nedaudz pārkarst tvaiku, veidojas kalcija, magnija savienojumu un korozijas produktu nogulsnes.

Tā kā tiešās plūsmas tvaika ģenerators ir efektīvs slazds slikti šķīstošiem kalcija, magnija, dzelzs un vara savienojumiem. Ja to saturs padeves ūdenī ir augsts, tie ātri uzkrājas caurules daļā, kas būtiski samazina tvaika ģeneratora darbības kampaņas ilgumu.

Lai nodrošinātu minimālas nogulsnes gan tvaika ģenerējošo cauruļu maksimālo termisko slodžu zonās, gan turbīnu plūsmas ceļā, ir stingri jāievēro ekspluatācijas standarti pieļaujamajam atsevišķu piemaisījumu saturam padeves ūdenī. Šim nolūkam papildu barības ūdens tiek pakļauts dziļai ķīmiskai attīrīšanai vai destilācijai ūdens attīrīšanas iekārtās.

Kondensātu un padeves ūdens kvalitātes uzlabošana būtiski vājina ekspluatācijas nosēdumu veidošanās procesu uz tvaika spēka iekārtu virsmas, bet pilnībā to nenovērš. Tāpēc, lai nodrošinātu pareizu sildvirsmas tīrību, līdztekus vienreizējai pirmspalaišanas tīrīšanai ir jāveic arī galvenā un palīgiekārtu periodiskā operatīvā tīrīšana, nevis tikai sistemātiskas bruto klātbūtnē. noteiktā ūdens režīma pārkāpumi un termoelektrostacijās veikto pretkorozijas pasākumu nepietiekama efektivitāte, bet arī termoelektrostaciju normālas darbības apstākļos. Operatīvā tīrīšana ir īpaši nepieciešama spēka agregātos ar tiešās plūsmas tvaika ģeneratoriem.

3. Aprakstiet tvaika katlu koroziju gar tvaika-ūdens un gāzes ceļiem

Siltumenerģijas iekārtu ražošanā izmantotie metāli un sakausējumi spēj mijiedarboties ar vidi, kas saskaras ar tiem (ūdens, tvaiks, gāzes), kas satur noteiktus kodīgus piemaisījumus (skābekli, ogļskābi un citas skābes, sārmus utt.).

Tvaika katla normālas darbības traucēšanai būtiska ir ūdenī izšķīdinātu vielu mijiedarbība ar tā mazgāšanu ar metālu, kā rezultātā metāls tiek iznīcināts, kas pie noteiktiem izmēriem izraisa negadījumus un atsevišķu katla elementu atteici. Šādu metāla iznīcināšanu vidē sauc par koroziju. Korozija vienmēr sākas no metāla virsmas un pakāpeniski izplatās dziļāk.

Pašlaik ir divas galvenās korozijas parādību grupas: ķīmiskā un elektroķīmiskā korozija.

Ķīmiskā korozija attiecas uz metāla iznīcināšanu tā tiešas ķīmiskās mijiedarbības ar vidi rezultātā. Siltuma un enerģētikas nozarē ķīmiskās korozijas piemēri ir: ārējās apkures virsmas oksidēšana ar karstām dūmgāzēm, tērauda korozija ar pārkarsētu tvaiku (tā sauktā tvaika-ūdens korozija), metāla korozija ar smērvielām utt.

Elektroķīmiskā korozija, kā norāda tās nosaukums, ir saistīta ne tikai ar ķīmiskiem procesiem, bet arī ar elektronu kustību mijiedarbības vidēs, t.i. ar elektriskās strāvas parādīšanos. Šie procesi notiek, metālam mijiedarbojoties ar elektrolītu šķīdumiem, kas notiek tvaika katlā, kurā cirkulē katla ūdens, kas ir sāļu un sārmu šķīdums, kas ir sadalījušies jonos. Elektroķīmiskā korozija rodas arī metālam saskaroties ar gaisu (normālā temperatūrā), kurā vienmēr ir ūdens tvaiki, kas kondensējas uz metāla virsmas plānas mitruma plēvītes veidā, radot apstākļus elektroķīmiskās korozijas rašanās.

Metāla iznīcināšana būtībā sākas ar dzelzs šķīšanu, kas sastāv no tā, ka dzelzs atomi zaudē daļu no saviem elektroniem, atstājot tos metālā un tādējādi pārvēršas par pozitīvi lādētiem dzelzs joniem, kas nonāk ūdens šķīdumā. . Šis process nenotiek vienmērīgi pa visu ar ūdeni mazgātā metāla virsmu. Fakts ir tāds, ka ķīmiski tīri metāli parasti nav pietiekami izturīgi, un tāpēc to sakausējumi ar citām vielām tiek izmantoti tehnoloģijā Kā zināms, čuguns un tērauds ir dzelzs un oglekļa sakausējumi. Turklāt tērauda konstrukcijai nelielos daudzumos tiek pievienots silīcijs, mangāns, hroms, niķelis u.c., lai uzlabotu tās kvalitāti.

Otrā sadaļa.

vides novērtējums

2.2.1. Ūdens dzidrināšana un koagulācija

Sadzīves ūdens attīrīšanas iekārtu (WPU) iezīme ir tāda, ka parasti ūdens no virszemes rezervuāriem tiek izmantots kā ūdens avots. Dabīgais ūdens, kas piesārņots ar tehnogēniem piemaisījumiem, satur lielu daudzumu minerālu piemaisījumu, suspendēto un organisko vielu.

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums

2.2.2. Jonu apmaiņas atsāļošanaApkures katla ūdens

Šiščenko V.V., VNIPIenergoprom institūts; Fedosejevs B.S., AS "VTI"

Mūsu valstī demineralizētā ūdens sagatavošana termoelektrostaciju katliem un citiem tehnoloģiskiem mērķiem galvenokārt tiek veikta, izmantojot jonu apmaiņas tehnoloģijas, tajā skaitā divu vai trīs posmu katjonu un anjonu filtrus. Pieredze jonu apmaiņas tehnoloģiju izmantošanā aptver vairāk nekā 60 gadus. Šobrīd jonu apmaiņas tehnoloģiju attīstība un jonu apmaiņas iekārtu efektivitātes paaugstināšana tiek veikta pretstrāvas jonizācijai paredzēto jonu apmaiņas filtru konstrukciju pilnveidošanas un ūdens attīrīšanas jonu apmaiņas aparātu kvalitātes un īpašību uzlabošanas virzienā.

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums

2.2.3. Termiskās sagatavošanas tehnoloģijapapildu ūdens grimamenerģijas katli

Sedlovs A.S., Maskavas Enerģētikas institūts (TU); Šiščenko V.V., VNIPIenergoprom institūts; Fedosejevs B.S., AS "VTI"

Termiskās sagatavošanas tehnoloģija balstās uz ūdens destilāciju. Vienā aparātā - iztvaicētājā - ūdens iztvaiko, otrā - kondensatorā - tas kondensējas. Iztvaicētājā ieplūst tvaiks minimālais daudzums sāļi, kas nāk ar avota ūdeni. Turklāt tvaiks tiek attīrīts no piemaisījumiem pirms ievadīšanas kondensatorā, izmantojot īpašas ierīces. Kondensatorā izveidotā destilāta kvalitāte atbilst ultraaugstspiediena jaudas katliem paredzētā kosmētiskā ūdens kvalitātes standartiem.

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums

2.2.4. Reversā osmozeūdens atsāļošana

Šiščenko V.V., VNIPIenergoprom institūts; Fedosejevs B.S., AS "VTI"

IN pēdējos gados Iekšzemes ūdens atsāļošanas praksē pieaug interese par reversās osmozes tehnoloģiju. Ir uzbūvētas un veiksmīgi darbojas vairākas reversās osmozes iekārtas (ROU): Mosenergo OJSC CHPP-23 (izstrādājis VNIIAM, jauda 50 m 3 /h, reversās osmozes membrānas piegādā DOW Chemical); Ņižņekamskas TEC (izstrāde un piegāde Hidronoutics, produktivitāte 166 m 3 / h).

Otrā sadaļa. ŪDENS BASEINA AIZSARDZĪBA NO IZPLŪDES

2.2. Modernās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas termoelektrostacijās un to vides novērtējums